小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)研究.pdf

1、集中式氣源為氣動系統(tǒng)提供壓縮空氣的方法已經(jīng)較為廣泛地應(yīng)用，但是當(dāng)驅(qū)動的執(zhí)行元件僅有一、兩個，并且在某些需要防火、防爆、高速驅(qū)動等特定環(huán)境下，又只能采用氣壓驅(qū)動方式時，仍然采用集中式氣源是不經(jīng)濟(jì)的。這就需要考慮能否以小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動執(zhí)行元件，這樣可以在滿足特定環(huán)境對氣壓驅(qū)動方式需求的同時，又能節(jié)省系統(tǒng)成本。本課題結(jié)合理論分析與具體試驗對小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)進(jìn)行研究，并與集中式氣源系統(tǒng)的驅(qū)動特性進(jìn)行比較，以探索是否可以在滿足實際工況

2、需求的條件下，應(yīng)用小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)。
　　本文完成的主要研究工作如下:
　　(1)針對氣缸執(zhí)行元件，建立了三種不同的小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸試驗系統(tǒng)，在滿足氣缸基本工況條件下，探討了元件的配置、氣缸參數(shù)與小型壓縮機(jī)的匹配關(guān)系，為小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的合理配置提出參考。建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，求解出滿足氣缸理想驅(qū)動時，系統(tǒng)中所需氣罐容積與小型壓縮機(jī)排氣量和氣缸缸徑的關(guān)系。
　　(2)根據(jù)氣缸的規(guī)格和工況條件，匹

3、配了適合作為其驅(qū)動氣源的小型壓縮機(jī)。研制了對氣缸軸向施加載荷的恒力加載裝置，其實際加載范圍比采用負(fù)載小車加載的方法提高了約33倍。建立了兩種氣源驅(qū)動氣缸的試驗系統(tǒng)，規(guī)劃了具體的試驗方案。
　　(3)通過試驗，研究了不同負(fù)載下氣缸的速度特性和工況適應(yīng)性，并對兩種氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的相應(yīng)特性進(jìn)行了比較。小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的工作行程最短時間比集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)多0.1～0.15s;速度平穩(wěn)值僅為后者的23.6％～61.5％;隨

4、著負(fù)載增大，其最大工作頻率比后者降低更多。通過對其工況適應(yīng)性的研究，得出了可以充分發(fā)揮小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)驅(qū)動特性的工況條件。
　　(4)比較了小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)與集中式氣源驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的能耗及構(gòu)成經(jīng)濟(jì)性，分別提出了輸入輸出功率比和成本比率，作為系統(tǒng)能耗和構(gòu)成經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)。前者的輸入輸出功率比為后者的1.71％～4.04％，成本比率為后者的1/40左右，小型壓縮機(jī)直接驅(qū)動氣缸系統(tǒng)的能耗低，構(gòu)成經(jīng)濟(jì)性好。